[發明專利]一種真空和變溫環境下整星熱變形測量裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 202011407050.3
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112629429B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 耿洪濱;耿晨曦;張翰興;李興冀;呂鋼
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 徐蘇明

1.一種真空和變溫環境下整星熱變形測量裝置，其特征在于，包括真空罐以及設置在所述真空罐內的石英測試件和激光位移傳感器，所述石英測試件適于安裝在載荷安裝基板上，所述激光位移傳感器安裝在所述石英測試件上，所述激光位移傳感器用于測量所述載荷安裝基板的變形量；

其中，所述石英測試件包括石英底座、石英桿、石英安裝架和石英靶標，所述石英底座和所述石英靶標安裝在所述載荷安裝基板上，所述石英桿安裝在所述石英底座上且與所述載荷安裝基板平行設置，所述激光位移傳感器通過所述石英安裝架安裝在所述石英桿的兩端；

其中，所述激光位移傳感器包括相對設置的第一激光頭和第二激光頭，以及相對設置的第三激光頭和第四激光頭，所述第一激光頭和所述第二激光頭相對所述第三激光頭和所述第四激光頭遠離所述載荷安裝基板設置，所述第一激光頭、所述第二激光頭、所述第三激光頭和所述第四激光頭與所述載荷安裝基板平行設置。

2.根據權利要求1所述的真空和變溫環境下整星熱變形測量裝置，其特征在于，所述第三激光頭和所述第四激光頭與所述載荷安裝基板的距離大于或等于115mm。

3.一種真空和變溫環境下整星熱變形測量系統，其特征在于，包括依次連接的計算機、數據采集器、放大器、測試電纜以及如權利要求1至2任一項所述的真空和變溫環境下整星熱變形測量裝置。

4.根據權利要求3所述的真空和變溫環境下整星熱變形測量系統，其特征在于，還包括與所述真空和變溫環境下整星熱變形測量裝置的真空罐密封連接的穿艙法蘭，所述穿艙法蘭用于連接所述真空罐與所述放大器。

5.根據權利要求4所述的真空和變溫環境下整星熱變形測量系統，其特征在于，所述測試電纜包括設置在所述真空罐內的罐內電纜以及設置在所述真空罐外的罐外電纜，所述穿艙法蘭包括設置在所述真空罐內的罐內插頭以及設置在所述真空罐外的罐外插頭，所述罐內電纜通過所述罐內插頭與所述穿艙法蘭連接，所述罐外電纜通過所述罐外插頭與所述穿艙法蘭連接。

6.根據權利要求5所述的真空和變溫環境下整星熱變形測量系統，其特征在于，所述測試電纜還包括設置在所述真空罐內的激光頭電纜，所述激光頭電纜和所述罐內電纜通過公母頭連接，以連接所述穿艙法蘭與所述真空和變溫環境下整星熱變形測量裝置的激光位移傳感器。

7.一種真空和變溫環境下整星熱變形測量方法，其特征在于，包括：

在地面模擬真空和恒溫條件，對激光位移傳感器進行校準，其中，所述激光位移傳感器為如權利要求1至2任一項所述的真空和變溫環境下整星熱變形測量裝置的激光位移傳感器；

根據校準后的所述激光位移傳感器測量載荷安裝基板的第一變形量；

根據所述真空和變溫環境下整星熱變形測量裝置的石英桿的熱膨脹系數確定所述載荷安裝基板的第二變形量；

根據所述第一變形量和所述第二變形量確定所述載荷安裝基板的變形量。

8.根據權利要求7所述的真空和變溫環境下整星熱變形測量方法，其特征在于，所述在地面模擬真空和恒溫條件，對激光位移傳感器進行校準包括：

在真空室內測試平臺內，啟動真空泵和控溫裝置以達到所需真空度和恒定溫度；

修正由壓力差效應導致的激光測量光路的偏移，修正由溫差引起的惠斯通橋電路平衡點的偏移，修正所述激光位移傳感器的時間漂移，以實現所述激光位移傳感器的校準。